114 司法特考三等 鑑識人員類科 法醫生物學 考古題詳解

114 年・司法特考・三等・鑑識人員類科
試題代碼 法醫生物學

第 一 題25 分

在犯罪證物上以 Kastle Meyer(KM)試劑進行生物跡證之篩檢,請敘述:

  1. 使用此試劑的檢驗目的。(5 分)
  2. 檢驗原理。(5 分)
  3. 檢驗的特異性。(5 分)
  4. 陽性結果與陰性結果各代表何種意義?(10 分)

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核心觀念

本題考查以 Kastle–Meyer(KM)試劑進行血跡初步篩檢,重點是分清楚「篩檢是否呈現血液的化學反應」與「確認樣本是否為人血」並非同一件事。KM 試驗屬於推定性(初步)檢驗,主要反應對象是血紅素中的血基質(heme),不能單憑陽性結果確認血液來源、物種或個人身分。

解題方法

依題目四個小題分別交代檢驗目的、反應原理、特異性及陽性/陰性的證據意義。作答時以「陽性表示有能引發反應的物質;不等於已確認是人血」為主軸,再補充可能的干擾物與偽陰性原因。

分題詳解

1. 使用此試劑的檢驗目的(5 分)

KM 試劑用於犯罪證物上疑似血跡的快速初步篩檢,判斷檢體中是否有血紅素或含血基質物質的跡象,以協助選擇值得進一步檢驗的區域或檢體。

此試驗靈敏、操作快速,但屬推定性檢驗。陽性只表示檢體呈現符合反應的化學活性,後續仍須視案件需求採用確認性血液檢驗、物種檢驗及 DNA 分析等方法。

2. 檢驗原理(5 分)

KM 試劑含有還原型酚酞(phenolphthalin,無色或近乎無色)及鹼性成分。檢體若含有血紅素的血基質,在加入過氧化氫(H2O2H_2O_2)後,血基質表現出類似過氧化酶的催化作用,使還原型酚酞被氧化為酚酞(phenolphthalein);酚酞在鹼性條件下呈粉紅色。

可概括表示為:

phenolphthalin(還原型、無色)→鹼性環境heme 催化, H2O2phenolphthalein(氧化型、粉紅色)\text{phenolphthalin(還原型、無色)} \xrightarrow[\text{鹼性環境}]{\text{heme 催化, }H_2O_2} \text{phenolphthalein(氧化型、粉紅色)}

因此,試劑須依程序加入,並觀察加氧化劑後是否迅速出現粉紅色;若試劑在加入過氧化氫之前就變色,須考慮化學氧化物造成干擾。

3. 檢驗的特異性(5 分)

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第 二 題25 分

以腫瘤切片檢體進行人別 DNA 鑑定時,請敘述可能產生哪些不確定性的問題。

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核心觀念

以腫瘤切片進行人別 DNA 鑑定,通常是分析細胞核 DNA 的短串聯重複序列(short tandem repeats, STR),再將腫瘤檢體的基因型與參考檢體或資料庫型別比較。一般人的體細胞具有相同的生殖系基因型,但腫瘤細胞在形成及增殖過程中會累積體細胞基因變化,因此腫瘤 STR 型別不一定完整等同於患者正常組織的型別。

本題重點在說明:腫瘤切片的 STR 結果可能因腫瘤本身的基因不穩定、檢體成分複雜及檢體保存狀況而偏離患者的正常基因型,造成判讀或比對上的不確定性。

解題方法

可依「腫瘤基因變化、檢體混合與異質性、檢體處理及結果解讀」四個面向作答:

  1. 腫瘤細胞的 STR 基因變化
  • 雜合性喪失(loss of heterozygosity, LOH):原本雜合的位點,如 10,1210,12,其中一個等位基因因染色體片段缺失或其他變化而消失,可能只剩 1010。完全 LOH 會使該位點看似由雜合變成同型合子,甚至造成與正常檢體不一致;部分 LOH 則使兩個等位基因的訊號比例失衡。
  • 微衛星不穩定性(microsatellite instability, MSI):DNA 複製或修復異常使 STR 重複次數增減,產生與正常組織不同長度的等位基因。電泳結果可能出現額外等位基因、原有等位基因位移,或新等位基因取代原有等位基因。
  • 腫瘤亦可能有染色體數目或拷貝數變化,改變等位基因訊號強度,使判定雜合型或等位基因比例更困難。
  1. 腫瘤切片成分不純及腫瘤異質性
  • 切片常同時含有腫瘤細胞與周邊正常細胞、免疫細胞、結締組織等。正常細胞 DNA 可能補回腫瘤細胞已喪失的等位基因,使結果呈現混合訊號或掩蓋腫瘤變化。
  • 同一腫瘤內不同區域、不同細胞亞群的基因變化可能不相同;取樣位置及腫瘤細胞比例會影響檢測到的型別。不同區塊或不同轉移部位的結果也可能不完全一致。
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第 三 題25 分

在抽樣篩檢某一族群之 100 人的 ABO 血型時,檢出血型分布如下:

  • A 型:15 人
  • B 型:32 人
  • AB 型:4 人
  • O 型:49 人
  1. 請計算 A、B 與 O 對偶基因(allele)的重複率。(15 分)
  2. 依此對偶基因之重複率,請推論此族群中每 100 人之 AA、AO、BB、BO、AB 與 OO 基因型的人數分布。(10 分)

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核心觀念

本題考 ABO 血型與等位基因頻率的關係。令 A、B、O 三種等位基因的頻率分別為 pp、qq、rr,則:

p+q+r=1p+q+r=1

在 Hardy–Weinberg 平衡假設下,六種基因型頻率為:

AA:p2,AO:2pr,BB:q2,BO:2qr,AB:2pq,OO:r2.\begin{aligned} AA&:p^2, & AO&:2pr,\\ BB&:q^2, & BO&:2qr,\\ AB&:2pq, & OO&:r^2. \end{aligned}

血型表現型與基因型的對應為:A 型可為 AAAA 或 AOAO;B 型可為 BBBB 或 BOBO;AB 型為 ABAB;O 型為 OOOO。

解題方法與計算

1. 計算 A、B、O 對偶基因重複率

題目給的是表現型人數,其中 A 型、B 型各自包含兩種基因型,因此不能直接把血型人數除以 100 當作等位基因頻率。依 Hardy–Weinberg 平衡下的表現型比例:

A 型比例=p2+2pr=0.15,B 型比例=q2+2qr=0.32,AB 型比例=2pq=0.04,O 型比例=r2=0.49.\begin{aligned} \text{A 型比例}&=p^2+2pr=0.15,\\ \text{B 型比例}&=q^2+2qr=0.32,\\ \text{AB 型比例}&=2pq=0.04,\\ \text{O 型比例}&=r^2=0.49. \end{aligned}

先由 O 型求得:

r=0.49=0.70r=\sqrt{0.49}=0.70

又因 p+q+r=1p+q+r=1,所以:

p+q=0.30p+q=0.30

由 AB 型比例 2pq=0.042pq=0.04,得:

pq=0.02pq=0.02

因此 pp、qq 為方程式

x2−0.30x+0.02=0x^2-0.30x+0.02=0

的兩根:

x=0.30±0.302−4(0.02)2=0.30±0.102x=\frac{0.30\pm\sqrt{0.30^2-4(0.02)}}{2} =\frac{0.30\pm0.10}{2}

兩根為 0.200.20 與 0.100.10。再依 A 型與 B 型人數判定:若 p=0.20p=0.20、q=0.10q=0.10,A 型比例為 0.202+2(0.20)(0.70)=0.320.20^2+2(0.20)(0.70)=0.32,會與題目的人數不符;故 A 等位基因頻率為 0.100.10,B 等位基因頻率為 0.200.20。

驗算:

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第 四 題25 分

死亡後身體代謝停止,屍體開始冷卻稱為屍冷(algor mortis)。依此邏輯,測量屍體溫度可以研判死亡時間,但此法被認為準確度不夠,請敘述:

  1. 其準確度不夠的理由。(15 分)
  2. 請舉一種方法,敘述如何以屍體溫度研判死亡時間。(10 分)

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一、核心觀念

屍冷(algor mortis)是死亡後因循環與代謝產熱停止,屍體逐漸向周遭環境散熱、體溫下降的現象。測量屍體深部溫度,並配合環境溫度及其他條件,可估計死亡至測量時的時間間隔,即死後時間(postmortem interval, PMI)。

屍冷不是固定速率的「每小時降幾度」。人體有熱容量與隔熱層,死亡初期也可能出現體溫平台期;散熱速率又會受屍體與環境條件影響。因此,單次體溫讀數不能直接換算成精確死亡時間。

二、準確度不夠的理由

  1. 個體差異影響起始體溫與散熱 生前體溫、發燒或低體溫、身體質量與體型、脂肪厚度、年齡等因素,會影響死亡時的核心溫度及散熱快慢。

  2. 死亡後初期不一定立即降溫 屍體核心溫度可能先維持一段時間,形成屍冷平台期;平台期長短不一。若將初始體溫假設為固定數值,或假設死亡後即以固定速率降溫,便會產生誤差。

  3. 環境條件會改變散熱速率 氣溫、氣流、濕度、日照、屍體接觸地面的材質與溫度,以及屍體是否浸水,都會改變熱傳。環境溫度也可能隨時間變化,測量當下的氣溫未必代表屍體整段死後期間的環境。

  4. 衣物、覆蓋物與姿勢造成隔熱差異 衣物、棉被及其他覆蓋物會減慢散熱;裸露或受風吹的屍體散熱較快。屍體姿勢與接觸面積也會改變熱交換。

  5. 測量位置與操作造成誤差 皮膚溫度受環境影響大,不能直接代表核心溫度;即使測量直腸或其他深部溫度,插入深度、測量器材精度、量測時間與操作方式仍會造成差異。

  6. 測量時的屍體溫度不一定單調下降 特定死亡原因或情況下,死亡後一段時間內體溫可能短暫維持甚至上升;因此「體溫愈低、死亡愈久」並非任何個案都能直接套用。

  7. 溫度接近環境溫度後,難以反推時間 當屍體溫度已接近環境溫度,後續變化很小;許多不同的死後時間都可能對應相近的體溫,反推誤差因而增大。

總之,屍體溫度只能提供死後時間的估計,應搭配屍斑、屍僵、腐敗變化與現場環境資料綜合判斷。

三、以 Henssge 屍體直腸溫度列線圖估算死後時間

Henssge 法以直腸深部溫度為主要測量值,配合環境溫度、屍體重量及冷卻條件修正,從列線圖讀取死後時間。其概念是以經驗模型描述屍體核心溫度逐漸趨近環境溫度的過程,並以修正因子納入衣著、覆蓋、氣流及濕潤等散熱條件。

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